專利名稱：汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制多路ABS的控制系統(tǒng)，尤其是涉及汽車真空助力器疲勞試驗(yàn) 中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，應(yīng)用于汽車制動系統(tǒng)零部件試驗(yàn)的檢測和控制。
背景技術(shù)：
ABS (Anti-lock Braking System)的全稱是防抱死剎車系統(tǒng)，它是一種具有防滑、 防鎖死等優(yōu)點(diǎn)的汽車安全控制系統(tǒng)。ABS通過電子機(jī)械的控制，以非?？斓乃俣染艿乜刂?制動液壓力的收放，來達(dá)到防止車輪抱死，確保輪胎的最大制動力以及制動過程中的轉(zhuǎn)向 能力，使車輛在緊急制動時(shí)也能避開障礙。目前絕大多數(shù)汽車已將ABS列為標(biāo)準(zhǔn)配備。汽車制動系統(tǒng)直接影響行車安全，因此制動系統(tǒng)的各類試驗(yàn)和檢測工作顯得尤為 重要，真空助力器則其中必不可少的一環(huán)。由于其在制動系統(tǒng)中的關(guān)鍵作用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí) 可靠的重要性不言而喻。為真實(shí)反映實(shí)際使用情況，真空助力器的疲勞試驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)涉及ABS 的聯(lián)動試驗(yàn)，但因?yàn)锳BS的精密性和工作方式的特殊性，目前在該類試驗(yàn)中，通常只能采用 波形發(fā)生器來模擬緊急制動時(shí)車輪的速度信號以觸發(fā)ABS工作。然而，采用模擬信號的方 法產(chǎn)生的輪速信號單一，不利于對真空助力器作完整、全面的測試；而且由于不能直接控制 ABS的啟動和停止，所以ABS的運(yùn)行過程不可干預(yù)，兩者相互獨(dú)立，同步性差。上述缺點(diǎn)使得 該方法無法滿足真空助力器疲勞試驗(yàn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述缺點(diǎn)，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用于汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎 車系統(tǒng)的控制多路ABS的電子通信控制系統(tǒng)，利用主機(jī)通過與ABS的電子控制單元(ECU) 進(jìn)行通信，來控制ABS的啟動、停止及各種工作狀態(tài)，并能實(shí)現(xiàn)對8路ABS進(jìn)行獨(dú)立的控制 或者進(jìn)行并行控制，是汽車真空助力器試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多軸試驗(yàn)所必需的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)， 包括主機(jī)、數(shù)字I/O卡、RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路和通道切換電路，主機(jī)還包括第一串行 通信接口和第二串行通信接口，其中，主機(jī)通過所述第二串行通信接口接受外部命令輸入， 獲取防抱死剎車系統(tǒng)的工作參數(shù)并進(jìn)行同步調(diào)節(jié)；主機(jī)還通過所述數(shù)字I/O卡控制所述通 道切換電路選擇通信通道，選定多路ABS中的一路ABS作為控制對象；主機(jī)從所述第一串行 通信接口輸出控制ABS動作的命令信號，然后該命令信號經(jīng)過RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路 以及所述通道切換電路，與所選定的ABS的電子控制單元進(jìn)行通信報(bào)文的交換，完成ABS系 統(tǒng)的一系列動作控制。根據(jù)本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個(gè)實(shí)施方式，所述主機(jī)還與一顯示屏相連，以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前選定的ABS的工作狀態(tài)。根據(jù)本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個(gè)實(shí)施方式，所述RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路包括芯片MAX232和MC33290。
根據(jù)本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個(gè)實(shí)施方式，采用多任務(wù)流水線的方式控制所述多路ABS，每個(gè)任務(wù)單獨(dú)控制一路指定 的ABS，并對各任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級的排序，按優(yōu)先級由高至低循環(huán)執(zhí)行與各路ABS相對應(yīng)的任
務(wù)。 根據(jù)本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個(gè)實(shí)施方式，在LabVIEW環(huán)境下采用狀態(tài)機(jī)的程序結(jié)構(gòu)編寫與各路ABS相對應(yīng)的任務(wù) 程序，利用移位寄存器建立事件控制塊，實(shí)現(xiàn)各狀態(tài)間的跳轉(zhuǎn)和任務(wù)切換。根據(jù)本發(fā)明的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng) 的一個(gè)實(shí)施方式，在對一路ABS發(fā)送命令的期間，各任務(wù)之間的切換被禁止。根據(jù)本發(fā)明的另一汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制 系統(tǒng)，包括主機(jī)、數(shù)字I/O卡、RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路和通道切換電路，主機(jī)還包括串 行通信接口和人機(jī)界面，其中，主機(jī)通過人機(jī)界面獲取防抱死剎車系統(tǒng)的工作參數(shù)并進(jìn)行 同步調(diào)節(jié)；主機(jī)還通過所述數(shù)字I/O卡控制所述通道切換電路選擇通信通道，選定多路ABS 中的一路ABS作為控制對象；主機(jī)從所述串行通信接口輸出控制ABS動作的命令信號，然后 該命令信號經(jīng)過RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路以及所述通道切換電路，與所選定的ABS的電 子控制單元進(jìn)行通信報(bào)文的交換，完成ABS系統(tǒng)的一系列動作控制。根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制 系統(tǒng)，是應(yīng)用于真空助力器的疲勞試驗(yàn)中對防抱死剎車系統(tǒng)的在線控制。本發(fā)明的有益效果是采用與ABS電子通信的方式實(shí)現(xiàn)了 ABS的觸發(fā)控制，具有實(shí) 時(shí)性、靈活性、可靠性等優(yōu)點(diǎn)。ABS制動壓力的保持、減小和增大的時(shí)間以及其液電磁閥的切 換頻率等具體的工作參數(shù)可以根據(jù)試驗(yàn)要求任意定制。系統(tǒng)采用多任務(wù)的調(diào)度技術(shù)，可以 同時(shí)控制8路ABS獨(dú)立與并行工作，大大提高了試驗(yàn)效率。本發(fā)明既能通過人機(jī)界面手動 控制運(yùn)行，又能作為一個(gè)子系統(tǒng)接受外部命令運(yùn)行，從而構(gòu)建功能全、效率高的汽車真空助 力器試驗(yàn)平臺。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)的一個(gè)具體實(shí)施方式
的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)防抱死剎車系統(tǒng)的一 個(gè)具體實(shí)施方式
中的多路ABS系統(tǒng)同時(shí)工作的時(shí)序狀態(tài)圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)防抱死剎車系統(tǒng)的一 個(gè)具體實(shí)施方式
中的RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換模塊的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以主機(jī)作為中央控制單元，通過專門設(shè)計(jì)的RS232-K-LINE轉(zhuǎn)換電路，采用 汽車在線診斷協(xié)議KWP2000與ABS的電子控制單元(ECU)進(jìn)行通信，根據(jù)相應(yīng)命令控制ABS 動作以實(shí)現(xiàn)汽車真空助力器試驗(yàn)要求有關(guān)ABS的增壓、保壓、減壓等各種工作狀態(tài)。采用數(shù) 字I/O卡控制通道切換電路選擇8路ABS的通信端口。軟件設(shè)計(jì)中采用多任務(wù)并行控制技 術(shù)，以流水線方式使各路ABS完全獨(dú)立運(yùn)行在不同的工作狀態(tài)。系統(tǒng)具有完善的人機(jī)交互界面，實(shí)時(shí)顯示各路ABS的工作狀態(tài)并可以設(shè)定各類工作參數(shù)。整個(gè)系統(tǒng)不僅可以單獨(dú)進(jìn) 行手動或自動的ABS調(diào)試及控制，而且可以以從站方式接收外部控制設(shè)備(主站)的命令 進(jìn)行工作并返回有關(guān)數(shù)據(jù)。因此，本發(fā)明以子系統(tǒng)的形式嵌入應(yīng)用于真空助力器疲勞多軸 試驗(yàn)系統(tǒng)中。為了更好地理解和實(shí)施本發(fā)明，下面將通過結(jié)合上述附圖1-3以舉例的方式詳細(xì) 說明本發(fā)明。如圖1所示，主機(jī)(1)(例如采用工控機(jī))通過串口 2(4)接受外部控制命令輸 入，獲取ABS的工作參數(shù)并進(jìn)行同步調(diào)節(jié)，保證真空助力器在到達(dá)指定負(fù)載狀態(tài)后即刻啟 動ABS，并在ABS完成試驗(yàn)動作后撤除負(fù)載。工控機(jī)(1)通過數(shù)字I/O卡(5)控制通道切 換電路(7)選擇通信通道，當(dāng)切換至指定的ABS通道時(shí)，工控機(jī)(1)上的串口 1(3)經(jīng)過 RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路(6)將串口 1輸出的RS232格式的命令先由MAX232數(shù)字芯片 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，然后采用K-LINE接口芯片MC33290再將命令信號轉(zhuǎn)換為汽車在線診斷協(xié)議 KWP2000格式，與該路ABS的電子控制單元進(jìn)行通信報(bào)文的交換，完成ABS的一系列動作控 制，實(shí)現(xiàn)例如汽車真空助力器試驗(yàn)要求有關(guān)ABS的增壓、保壓、減壓等工作狀態(tài)。通信報(bào)文 完全按照ISO 14230標(biāo)準(zhǔn)中敘述的KWP2000協(xié)議通信格式，采取的是不定長的串行命令，包 括ABS的控制升壓和降壓的電磁閥的開閉、油泵的運(yùn)行以及各種狀態(tài)的讀取等指令。系統(tǒng) 將指令封裝成固定的命令列表，對應(yīng)制動壓力的增大、保持和減小等操作。當(dāng)ABS的電子控 制單元收到命令后，會執(zhí)行動作并返回結(jié)果，系統(tǒng)收到返回信息后將各路ABS的當(dāng)前工作 狀態(tài)通過顯示屏(2)實(shí)時(shí)顯示并更新。在圖2所示的一個(gè)對多路ABS并行控制的實(shí)施方式中，示出了多路ABS系統(tǒng)同時(shí) 工作的時(shí)序狀態(tài)圖。其中，采用多任務(wù)流水線的控制方式，每個(gè)任務(wù)單獨(dú)控制一路指定的 ABS，即每個(gè)任務(wù)對應(yīng)一路ABS?？刂葡到y(tǒng)中對各路ABS采用多任務(wù)調(diào)度程序進(jìn)行控制，多任務(wù)調(diào)度程序是在 LabVIEW環(huán)境下采用狀態(tài)機(jī)的程序結(jié)構(gòu)編寫，利用移位寄存器建立事件控制塊，實(shí)現(xiàn)各狀態(tài) 間的跳轉(zhuǎn)和任務(wù)切換。具體說來，例如，高優(yōu)先級的任務(wù)A(例如對應(yīng)ABS1)優(yōu)先獲得系統(tǒng) 的控制權(quán)并發(fā)送命令使ABS1執(zhí)行動作，當(dāng)任務(wù)A處于空閑狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)而執(zhí)行就緒隊(duì)列中優(yōu) 先級較高的任務(wù)B (例如對應(yīng)ABS2)，任務(wù)B對EOT通道進(jìn)行切換并發(fā)送命令使ABS2執(zhí)行 動作，依此類推。在發(fā)送命令期間各任務(wù)之間的切換被禁止以保證系統(tǒng)與ABS的ECU間通 信的穩(wěn)定。在低優(yōu)先級任務(wù)C(例如對應(yīng)ABS3)處于非通信狀態(tài)時(shí)，高優(yōu)先級任務(wù)A再次就 緒，并獲得系統(tǒng)的控制權(quán)而又開始運(yùn)行，因而ABS1的下一個(gè)動作得以及時(shí)執(zhí)行。系統(tǒng)根據(jù) 具體控制要求動態(tài)分配了各ABS動作的優(yōu)先級順序，有良好的沖突處理機(jī)制。由于各任務(wù) 之間的切換時(shí)間很短，并且每個(gè)ECU通道的動作狀態(tài)均在切換前后都被保存，因此，8路ABS 能夠同時(shí)獨(dú)立進(jìn)行工作。本發(fā)明的防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)不僅能作為一個(gè)子系統(tǒng)接收外部 命令運(yùn)行，也可作為一個(gè)獨(dú)立的控制器獨(dú)立工作。當(dāng)作為單獨(dú)的控制器獨(dú)立工作時(shí)，系統(tǒng)無 須通過串口 2(4)接受命令，而是通過人機(jī)界面選擇手動模式，接收ABS工作參數(shù)的手動設(shè) 置后自動運(yùn)行。
權(quán)利要求
一種汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，包括主機(jī)、數(shù)字I/O卡、RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路和通道切換電路，所述主機(jī)還包括第一串行通信接口和第二串行通信接口，其中所述主機(jī)通過所述第二串行通信接口接受外部命令輸入，獲取防抱死剎車系統(tǒng)的工作參數(shù)并進(jìn)行同步調(diào)節(jié)；所述主機(jī)通過所述數(shù)字I/O卡控制所述通道切換電路選擇通信通道，選定多路ABS中的一路ABS作為控制對象；所述主機(jī)從所述第一串行通信接口輸出控制ABS動作的命令信號，然后該命令信號經(jīng)過RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路以及所述通道切換電路，與所選定的ABS的電子控制單元進(jìn)行通信報(bào)文的交換，完成ABS系統(tǒng)的一系列動作控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控 制系統(tǒng)，其特征在于，所述主機(jī)還與一顯示屏相連，以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前選定的ABS的工作狀 態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控 制系統(tǒng)，其特征在于所述RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路包括芯片MAX232和MC33290。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎 車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，其特征在于采用多任務(wù)流水線的方式控制所述多路ABS，每 個(gè)任務(wù)單獨(dú)控制一路指定的ABS，并對各任務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級的排序，按優(yōu)先級由高至低循環(huán)執(zhí) 行與各路ABS相對應(yīng)的任務(wù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控 制系統(tǒng)，其特征在于在LabVIEW環(huán)境下采用狀態(tài)機(jī)的程序結(jié)構(gòu)編寫與各路ABS相對應(yīng)的任 務(wù)程序，利用移位寄存器建立事件控制塊，實(shí)現(xiàn)各狀態(tài)間的跳轉(zhuǎn)和任務(wù)切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控 制系統(tǒng)，其特征在于在對一路ABS發(fā)送命令的期間，各任務(wù)之間的切換被禁止。
7.一種汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，包括主機(jī)、 數(shù)字I/O卡、RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路和通道切換電路，所述主機(jī)還包括串行通信接口 和人機(jī)界面，其中所述主機(jī)通過人機(jī)界面獲取防抱死剎車系統(tǒng)的工作參數(shù)；所述主機(jī)通過所述數(shù)字I/O卡控制所述通道切換電路選擇通信通道，選定多路ABS中 的一路ABS作為控制對象；所述主機(jī)從所述串行通信接口輸出控制ABS動作的命令信號，然后該命令信號經(jīng)過 RS232 — K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路以及所述通道切換電路，與所選定的ABS的電子控制單元進(jìn) 行通信報(bào)文的交換，完成ABS系統(tǒng)的一系列動作控制。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信 控制系統(tǒng)，其特征在于，該控制系統(tǒng)應(yīng)用于真空助力器的疲勞試驗(yàn)中對防抱死剎車系統(tǒng)的 在線控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)中防抱死剎車系統(tǒng)的電子通信控制系統(tǒng)，硬件設(shè)備包括工控機(jī)、串行通信接口、數(shù)字I/O卡、顯示屏、RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路以及通道切換電路，工控機(jī)接受外部命令后，按要求對ABS的工作參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。在動態(tài)分配控制ABS執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級后，系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)要求對通道切換電路進(jìn)行控制，當(dāng)切換至指定的通道時(shí)，通過專門設(shè)計(jì)的RS232-K-LINE信號轉(zhuǎn)換電路與該路ABS的電子控制單元進(jìn)行通信報(bào)文的收發(fā)，然后重新啟動下一輪任務(wù)調(diào)度來完成各個(gè)ABS的一系列動作控制。本發(fā)明實(shí)時(shí)性好，適用性強(qiáng)，而且能夠自行定制ABS的工作參數(shù)，滿足汽車真空助力器疲勞試驗(yàn)對防抱死剎車系統(tǒng)控制的各種要求并顯著提高了試驗(yàn)效率。
文檔編號G05B19/418GK101866174SQ20101019737
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者周正陽, 戴曙光, 穆平安, 金晅宏 申請人:上海理工大學(xué)